网络协议
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首先我们梳理一下每层模型的职责:
链路层:对0和1进行分组,定义数据帧,确认主机的物理地址,传输数据;
网络层:定义IP地址,确认主机所在的网络位置,并通过IP进行MAC寻址,对外网数据包进行路由转发;
传输层:定义端口,确认主机上应用程序的身份,并将数据包交给对应的应用程序;
应用层:定义数据格式,并按照对应的格式解读数据。
然后再把每层模型的职责串联起来,用一句通俗易懂的话讲就是:
当你输入一个网址并按下回车键的时候,首先,应用层协议对该请求包做了格式定义;紧接着传输层协议加上了双方的端口号,确认了双方通信的应用程序;然后网络协议加上了双方的IP地址,确认了双方的网络位置;最后链路层协议加上了双方的MAC地址,确认了双方的物理位置,同时将数据进行分组,形成数据帧,采用广播方式,通过传输介质发送给对方主机。而对于不同网段,该数据包首先会转发给网关路由器,经过多次转发后,最终被发送到目标主机。目标机接收到数据包后,采用对应的协议,对帧数据进行组装,然后再通过一层一层的协议进行解析,最终被应用层的协议解析并交给服务器处理。
总结
以上内容是对TCP/IP四层模型做了简单的介绍,而实际上每一层模型都有很多协议,每个协议要做的事情也很多,但我们首先得有一个清晰的脉络结构,掌握每一层模型最基本的作用,然后再去丰富细枝末节的东西,也许会更容易理解。
应用层:
HTTP、FTP、DNS
所以应用层的主要工作就是定义数据格式并按照对应的格式解读数据。
在 Resquest Headers 中,Accept 表示客户端期望接收的数据格式,而 ContentType 则表示客户端发送的数据格式;
传输层:
TCP、UDP协议
segment
TCP头:源和目标端口
总结一下,传输层的主要工作是定义端口,标识应用程序身份,实现端口到端口的通信,TCP协议可以保证数据传输的可靠性。
packet
IP协议,路由协议:数据包路径
ARP协议:通过IP找mac地址
IP头:源IP+子网掩码,目标IP+子网掩码
判断是不是一个子网,如果是,ARP协议广播找出mac地址
如果不是一个子网,通过网关(路由器)转发,直到找到对方子网网关,然后再找mac
发送者如何知道接收者的MAC地址?
发送者如何知道接收者和自己同属一个子网?
如果接收者和自己不在同一个子网,数据包如何发给对方?
为了解决这些问题,网络层引入了三个协议,分别是ARP协议、IP协议、路由协议。
网络层引入了IP协议,制定了一套新地址,使得我们能够区分两台主机是否同属一个网络,这套地址就是网络地址,也就是所谓的IP地址。
【3】路由协议
通过ARP协议的工作原理可以发现,ARP的MAC寻址还是局限在同一个子网中,因此网络层引入了路由协议,首先通过IP协议来判断两台主机是否在同一个子网中,如果在同一个子网,就通过ARP协议查询对应的MAC地址,然后以广播的形式向该子网内的主机发送数据包;如果不在同一个子网,以太网会将该数据包转发给本子网的网关进行路由。网关是互联网上子网与子网之间的桥梁,所以网关会进行多次转发,最终将该数据包转发到目标IP所在的子网中,然后再通过ARP获取目标机MAC,最终也是通过广播形式将数据包发送给接收方。
而完成这个路由协议的物理设备就是路由器,在错综复杂的网络世界里,路由器扮演者交通枢纽的角色,它会根据信道情况,选择并设定路由,以最佳路径来转发数据包。
所以,网络层的主要工作是定义网络地址,区分网段,子网内MAC寻址,对于不同子网的数据包进行路由。
以太网协议ethernet,以太网规定一组电信号就是一个数据包,一个数据包被称为一帧, 制定这个规则的协议就是以太网协议
有了MAC地址以后,以太网采用广播形式,把数据包发给该子网内所有主机,子网内每台主机在接收到这个包以后,都会读取首部里的目标MAC地址,然后和自己的MAC地址进行对比,如果相同就做下一步处理,如果不同,就丢弃这个包。
所以链路层的主要工作就是对电信号进行分组并形成具有特定意义的数据帧,然后以广播的形式通过物理介质发送给接收方。
网卡
mac头:源mac地址+目标mac地址
局域网之间通信,通过mac地址通信。交换机广播寻找mac地址。
物理层:
硬件:电缆:双绞线、光纤、电话线
bits
比特流:1010101010